利用红麻复垦多金属污染酸化土壤

对大宝山矿区周边酸性多金属污染农田土壤进行了5年的红麻原位种植试验,研究不同改良剂对土壤改良的持效性及其对红麻生长的影响,以探索具重金属耐性的经济作物红麻用于重金属污染土壤大田复垦的可行性和有效性.结果表明:施加改良剂后,红麻能在重金属Pb、Zn、Cu、Cd和As含量分别为1600、440、640、7.6和850 mg·kg-1的土壤上定植.其中,白云石和粉煤灰的改良效果优于石灰石和有机肥.施加白云石或粉煤灰后,红麻地上部产量(干质量)为14～15 t·hm-2,达到一般农田产量水平,且红麻杆和红麻皮中重金属含量显著降低.红麻韧皮纤维(麻皮)含量达到32％ ～38％,韧皮纤维中可萃取重金属含量低于《生态纺织品技术要求》的标准,具有潜在的经济效益.白云石/粉煤灰改良红麻复垦的化学-植物联合修复模式是复垦酸性多金属污染农田土壤的有效措施.     

基于化肥施用控制的稻田生态补偿标准研究——以南京市溧水区为例

农田生态补偿作为一种控制化肥用量与面源污染的公共政策工具,其补偿标准将决定政策内化外部效应的实际效果。以南京市溧水区水稻种植户为对象,综合运用成本收益法、能值分析法和双边界二分式CVM法,测定基于政府和农户双重视角下的稻田化肥减施生态补偿标准。研究结果表明:化肥污染环境成本量化视角下南京市水稻种植过程中的折纯化肥投入参考值为268.75 kg hm~(-2)a~(-1),相比2017年南京市的实际化肥用量312.48 kg hm~(-2)a~(-1)仍有约14%的下降空间;绝大多数种植户愿意在接受平均补偿标准为882.49元hm~(-2)a~(-1)的前提之下减少化肥投入至参考用量;受教育程度越高、家中务农人数越多、化肥投入成本越高的稻农更倾向于接受生态补偿,而种植面积较大的农户以及年长男性种植户对减施化肥持更谨慎的态度。研究结果为南京市农业面源污染防治和稻田生态补偿标准制定提供了一定的理论支撑,在实际补偿发放过程中,单一的补偿标准无法保障公平公正,需建立与作物种植类型、化肥减施成效相挂钩的分级生态补偿制度,从而激励农户尽可能减少化肥投入。     

华南典型树种凋落叶的野外分解和溶解性有机质溶出动态

选用华南亚热带地区常见阔叶树种木荷和针叶树种湿地松的新近凋落叶,在野外分解0、30、60、90、150、210、240、365 d,分析溶出的溶解性有机质(DOM)浓度、组成和性质的变化,以及对土壤可溶性有机碳(DOC)的影响.结果表明: 随着分解的进行,尽管木荷叶片的DOM浓度高于松针,但是2种凋落叶DOM浓度、性质和物质组成变化规律一致;2种凋落叶的DOM浓度均呈下降趋势,芳香化程度和分子量增大,富里酸、腐殖酸类物质逐渐增多,可降解的简单芳烃蛋白(如酪氨酸)逐渐减少.在分解初期,DOM主要由亲水中性和酸性部分组成,易分解、易迁移,对表层土壤DOC影响不显著;在分解后期,DOM主要为腐殖酸和富里酸类物质,吸附性强,表层土壤DOC浓度显著下降.     

重金属胁迫下内生菌对宿主植物的解毒机制

采用内生菌联合植物修复是土壤重金属污染修复理论研究和应用实践的新思路。较之根际促生菌,内生菌因生存环境稳定且与植物联系更加紧密,在实际应用中具有更大价值。在重金属胁迫下,部分具有特定功能的细菌可进入植物体内成为内生菌,这些内生菌通常在重金属吸收、耐受和解毒方面具有优良的特性,而且可以协同宿主植物耐受重金属胁迫,表现在直接或间接降低植物体内重金属胁迫强度和提高植物本身对重金属的耐受性两方面。系统分析了内生菌对宿主植物的解毒机制,综述了近年来内生菌增强植物重金属耐受性的研究,展望了重金属胁迫下植物和内生菌互作机制的研究思路和方向。     

城市污泥中邻苯二甲酸酯(PAEs)的厌氧微生物降解

邻苯二甲酸酯(PAEs)是城市污泥中普遍存在的一类具有内分泌干扰性作用的有机污染物.研究污泥厌氧生物处理过程中PAEs的微生物降解对保障污泥农用的安全性十分必要.本文以污泥中两种主要的PAEs——邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸(2-乙基己)酯(DEHP)为研究对象,通过比较PAEs在污泥厌氧消化系统与发酵产氢系统中降解过程的差异及系统污泥特性的变化,分析不同污泥厌氧生物处理系统中影响PAEs降解的可能因素.结果表明: 在污泥厌氧发酵系统中,DBP在6 d内降解率达99.6%, DEHP在整个14 d的培养期间也降解了46.1%;在发酵产氢系统中,在14 d培养过程DBP的降解率仅为19.5%,DEHP则没有明显的降解.与厌氧消化系统相比,PAEs在发酵产氢系统中的降解受到明显抑制,这与发酵产氢过程中微生物量下降、革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G⁺/G^-)和真菌/细菌变小及挥发性脂肪酸(包括乙酸、丙酸及丁酸)浓度升高有关.     

产铁载体根际菌在植物修复重金属污染土壤中的应用潜力

产铁载体根际菌(siderophore-producing rhizobacteria,SPR)是一类植物根际促生菌,在植物修复重金属污染土壤中可起重要的辅助作用.本文在综合分析国内外相关研究进展的基础上,阐述了SPR缓解重金属植物胁迫毒害的功能及其提高土壤重金属生物活性的机理,并指出SPR在促进重金属污染土壤中植物的生长、增强植物累积重金属的过程等方面具有较好的应用潜力.对当前研究中存在的SPR提高或降低植物累积重金属的矛盾现象也进行了分析.针对当前研究存在的不足,提出今后应深入研究SPR与植物(尤其是重金属超累积植物)之间的相互作用机理,进一步明确影响铁载体螯合、活化土壤重金属的关键因素,综合考虑铁载体对土壤重金属生物活性和对植物吸收重金属的影响,探索在重金属污染土壤中提高SPR定殖能力的强化方法.     

植物根际促生菌及丛枝菌根真菌协助植物修复重金属污染土壤的机制

植物修复是一种前景广阔的重金属污染土壤的主要修复技术,在微生物的协助下效果更为显著。植物根际促生菌可通过分泌吲哚-3-乙酸(IAA)、产铁载体、固氮溶磷等方式促进植物生长、改善植物重金属耐受性,从而有效提高重金属污染土壤的植物修复效率。菌根真菌是土壤-植物系统中重要的功能菌群之一,可侵染植物根系改变根系形态和矿质营养状况,通过菌丝体吸附重金属,也可产生球囊霉素、有机酸、植物生长素等次生代谢产物改变重金属生物有效性。植物根际促生菌与丛枝菌根真菌可对植物产生协同促生作用,在重金属污染土壤修复中具有一定应用潜力。目前,国内外关于植物根际促生菌和丛枝菌根真菌互作已有大量研究,而二者的相互作用机理仍处于探索阶段。本文综述了近年来国内外植物根际促生菌和丛枝菌根真菌在重金属污染土壤植物修复中的作用机制,并对其研究前景进行展望。